中国海洋大学仇萌课题组采用氮掺杂的改性策略可以改善少层Ti3C2易卷曲的缺点并进一步增强其电子特性以及对银纳米酶的催化活性的提升。该课题组采用了安全无毒的多巴胺为氮源,使用高温碳化法成功制备出具有独特孔道结构的氮掺杂Ti3C2材料(N-Ti3C2),并将AgNPs电沉积在N-Ti3C2表面作为工作电极以实现H2O2的超灵敏检测。制备的Ag/Ti3C2/GCE传感器在H2O2检测中表现出良好的传感性能,具有宽的线性范围为0.05-35 mM,检测限低至1.53 μM以及良好的重现性和抗干扰能力。并且该传感器成功用于胎牛血清、商用隐形眼镜护理液和自来水等真实样品中的H2O2测试,表现出高回收率(94.6 %~106.2 %)。
该传感器表现出较好的H2O2检测性能主要有以下几点原因:首先,杂原子N的掺杂提升了Ti3C2的导电性和比表面积,并且N可以作为AgNPs生长的成核和锚定点,N原子与Ag纳米晶体未被占据的d轨道可以形成更强的电子相互作用以减少AgNPs的团聚,从而形成分散良好的三维银纳米花结构,具有较高的催化活性。另一方面,N-Ti3C2增加的比表面积可以吸附更多的H2O2,为H2O2的还原提供充足的反应环境。因此,N-Ti3C2在加速电子转移能力、提升银纳米酶的催化活性和促进H2O2的吸收三方面发挥着重要作用。另外,工作电极基底材料的改性对于提高H2O2电化学检测性能至关重要。传感器性能与载体(N-Ti3C2)和催化材料(AgNPs)相关,它们共同影响着最终检测性能。因此,在未来的研究中,应进一步深入探究二维载体材料和催化材料的协同效应以拓宽其在电化学传感领域的应用。



Meng Qiu, Beibei Zhu, Dong An, Zhaoshun Bi, Wei Shan, Yonghai Li, Guohui Nie, Ni Xie, Omar A. Al-Hartomy, Ahmed Al-Ghamdi, Swelm Wageh, Xichang Bao, Xiang Gao, Han Zhang
ChemElectroChem
DOI: 10.1002/celc.202200050